8.12.6. Окончательный выбор оборудования

Типоразмеры питателя, воздуходувной машины и др. опреде­ляются окончательно после того, как станут известны основные параметры ПТУ.

Типоразмер пневмовинтового насоса, исходя из потребной производительности и дальности подачи, определяется согласно паспортным данным заводов-изготовителей из таблицы 8.49. Однако при этом необходимо учитывать следующие положения: фактическая производительность насоса рассчитывается по фор­муле

(8.195)

где В_шн.— диаметр шнека, м; q_h — насыпная объемная масса ма­териала. Для цемента q_h = 1,2—1,3 т/м³; п — частота вращения шнека, об/мин; Р_с._к.— избыточное давление внутри смесительной камеры, кгс/см².

По формуле (8.195) можно определить производительность на­соса с нормальными конструктивными параметрами и допусти­мыми пределами износа при условиях бесперебойного питания его материалом и наличия материалопровода с достаточной про­пускной способностью. При несоблюдении какого-либо из этих условий фактически производительность пневмовинтового насоса будет меньше рассчитанной по формуле (8.195). Как правило, эксплуатационная производительность пневмовинтового насоса на 10—30% меньше паспортной вследствие ряда причин, в том числе недостаточно равномерной и бесперебойной подачи к нему материала из-за отсутствия надлежащих устройств. Обычно вин­товые насосы, управляемые вручную с помощью шиберного за­твора, обеспечивают лишь грубую регулировку, при которой электродвигатель привода шнека часто оказывается перегружен­ным, а насос работает с пониженной производительностью. Это следует иметь в виду при определении типоразмера питателя по заданной производительности ПТУ и подсчитанному по формуле (8.195) полному сопротивлению материалопровода при известной частоте вращения шнека;

— пневмовинтовые насосы, способные работать при давлении в смесительной камере до 0,2 МПа, рекомендуется применять при приведенной дальности транспортирования до 300 м. Но это не значит, что они не могут применяться и при большей даль­ности подачи, вплоть до 500—600 м, хотя это экономически не­выгодно. Пневмовинтовые насосы, способные работать при дав­лении в смесительной камере до 0,3 МПа, целесообразно применять при приведенных дальностях подачи в пределах 300— 800 м (по паспортным данным, только до 430 м);

Для устойчивой работы пневмовинтовых насосов необходимо соблюдать следующее условие — максимальная производитель­ность насоса должна быть меньше или равна пропускной способ­ности материалопровода, т. е. q<}>.h^qm.p. в противном случае будут происходить частые перегрузки электродвигателя насоса.

Внутренний диаметр материалопровода для насосов, спо­собных работать при избыточном давлении внутри смесительной камеры до 0,2 МПа, можно определить по следующей формуле:

а для насосов, способных работать при Рс.к.— 0,3 МПа по фор­муле:

(8.197)

Максимально возможная производительность насоса опреде­ляется по формуле 8.195;

— при транспортировании сильно абразивных материалов (глинозема и др.) наблюдается быстрый износ витков шнека и поэтому применять пневмовинтовые насосы в этом случае неце­лесообразно;

— при транспортировании сырьевой муки и технологической пыли производительность пневмовинтовых насосов обычно ниже, соответственно на 10—20% и на 20—30%, чем при перемещении цемента. Это явление можно объяснить меньшей объемной мас­сой сырьевой муки и печной пыли, чем цемента, и повышенным их проскальзыванием относительно витков шнека;

— опытом эксплуатации также установлено, что производи­тельность пневмовинтовых насосов снижается на 10—30% при работе на аэрированных материалах, а также на материалах с поверхностно-активными добавками. Это положение следует учи­тывать при проектировании ПТУ.

Несмотря на указанные недостатки и ограничения, пневмо­винтовые насосы широко применяются на цементных заводах благодаря ряду положительных качеств: непрерывности ввода ма­териала в транспортный трубопровод, потребный диаметр кото­рого и расход сжатого воздуха поэтому сравнительно меньше, а также из-за небольших габаритов в особенности по высоте.

Типоразмер пневмокамерного насоса выбирают по паспортным данным завода-изготовителя в таблице 8.50. Однако, при этом необходимо учитывать следующие положения:

— пневмокамерные насосы в сравнении с пневмовинтовыми могут работать на больших перепадах давления (вплоть до 0,6 МПа), поэтому их целесообразно применять на дальностях подачи от 300 до 1500 м;

— несмотря на то, что в пневмокамерных насосах не затра­чивается энергия на ввод материала в транспортный трубопро­вод, как в случае с пневмовинтовыми насосами, однако из-за цикличности их работы, наличия материалопроводов увеличен­ного диаметра, а значит и повышенного расхода сжатого воздуха в единицу времени, а также из-за необходимости монтировать свой материалопровод от каждой камеры насоса, что ведет к увеличению металлоемкости, необходимости сооружать глубокие приямки обычно с гидроизоляцией и др., положительные качества пневмокамерных насосов значительно снижаются. Поэтому в каждом конкретном случае к выбору того или иного типа уст­ройства следует подходить, произведя тщательный анализ всех возможных ситуаций;

— опытом эксплуатации установлено, что легкосыпучие круп­нодисперсные материалы (циклонная сланцевая зола, известня­ковая мука, белитовые порошки и пр.) практически не могут транспортироваться камерными насосами из-за быстрой забивки материалом транспортных трубопроводов. При наличии камер­ных насосов с так называемыми форкамерами (конструкция НИ-ИУфа) транспортирование указанных материалов возможно, но со значительными удельными расходами сжатого воздуха;

— усложняется применение пневмокамерных насосов при по­даче материалов из силосов потребителям из-за трудности регу­лирования подачи материала, необходимости мощной системы аспирации и др.

Типоразмер гравитационно-пневматических устройств конст­рукции Гипроцемента выбирается по таблице 8.52., при этом необходимо учитывать следующие положения:

— непрерывность процесса транспортирования, простоты кон­струкции и обслуживания, отсутствие затрат энергии на ввод материала в трубопровод (подача материала происходит самоте­ком под действием гидростатических сил) доказывают целесооб­разность их применения вместо пневмовинтовых или пневмока­мерных насосов при дальности подачи до 200 м;

— регулируемые гравитационно-пневматические питатели це­лесообразно применять в тех случаях, где требуется равномерная регулируемая подача материала потребителям, например, при пи­тании из силосов сырьевой мукой печных агрегатов, при подаче цемента из силосов к упаковочным машинам:

— при расчете ПТУ с гравитационно-пневматическими пита­телями рекомендуется пользоваться следующей дополнительной методикой;

1. Нормальная работа этих питателей может быть достигнута при следующем условии:

(8.198)

где (8.199)

гидростатическое давление столба аэрированного материала в силосе и в напорной шахте, кг/м²; Qag._M — насыпная масса аэри­рованного материала, кг/м . Для сырьевой муки принимается в пределах 800—1000 кг/м³

(8.200)

— общая высота слоя аэрированного материала, м; Н_с — высота слоя аэрированного материала в силосе (бункере), м; Н_ш — полезная высота слоя аэрированного материала в на­порной шахте, соединяющей питатель с силосом (бункером), м: Р_тр — потери давления в материалопроводе, определяемые по формуле (8.185)

Это условие состоит в том, что для обеспечения устойчивой работы питателей конструкции Гипроцемента гидростатическое давление столба аэрированного материала в силосе (бункере) и в напорной шахте должно быть больше или равно потерям давления в материалопроводе.

2. Внутренний диаметр напорной шахты должен быть доста­точным для обеспечения действия закона гидравлики. Практикой установлено, что для производительностей от 30 до 100 т/ч внут­ренний диаметр шахты должен быть равным или больше Дн.ш 300 мм, а для производительностей от 100 до 200 т/ч — Дн.ш 400 мм.

3. Первоначально, исходя из имеющейся высоты напорной шахты Н_ш и допустимого по условиям предприятия нижнего уровня материала в силосе (бункере) Н_с, по формулам (8.200) и (8.197) находят гидростатическое давление столба аэрирован­ного материала, которое является критерием работы гравита­ционно-пневматических питателей, влияющем на их произво­дительность.

4. При определенных условиях (постоянство расхода сжатого воздуха, постоянных длине и диаметре материалопровода, для определенного транспортируемого материала) достигается прямо­линейная зависимость производительности Qp и потерь давления в материалопроводе ДРтр или избыточного давления внутри сме­сительной камеры питателя Рс.к. На этом законе основана ра­бота регулируемых питателей (пневмодозаторов) ДСМ-1, ДСМ-2 и ПДУ конструкции Гипроцемента. В этом случае по давлению Рс.к. можно судить о производительности питателя и наоборот. С помощью электрических датчиков давления, например, типа МЭД соответствующий импульс подается в систему автомати­ческого управления регулирующего органа, с помощью которого изменяется величина щели для прохождения аэрированного ма­териала под действием перепада давления из напорной шахты в смесительную камеру питателя. Таким образом осуществляется регулируемая подача материала к потребителю.

Для снижения энергопотребления ПТУ (пневмокамерных, пневмовинтовых и гравитационно-пневматических питателей) ре­комендуется оснащать их регуляторами расхода воздуха конст­рукции Гипроцемента. Эти устройства обеспечивают оптимальный расход сжатого воздуха при любых режимах работы ПТУ. В среднем при оснащении ПТУ такими регуляторами экономится 15—20% сжатого воздуха.